RU2233650C1

RU2233650C1 - Шихта для получения стеклокерамического материала для стоматологии

Info

Publication number: RU2233650C1
Application number: RU2003113115/15A
Authority: RU
Inventors: Т.А. Хабас (RU); Т.А. Хабас; В.И. Верещагин (RU); В.И. Верещагин; Е.А. Кулинич (RU); Е.А. Кулинич; С.И. Старосветский (RU); С.И. Старосветский; Е.В. Бабушкин (RU); Е.В. Бабушкин
Original assignee: Томский политехнический университет
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2004-08-10

Abstract

Изобретение относится к медицине, а именно ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении керамических коронок и зубов. Шихта для получения стеклокерамического материала содержит калиевый полевой шпат, волластонит, оксиды бария, натрия, лития, цинка, а также дополнительно содержит кристаллические фазы гидроксиапатита и диопсида, компоненты берут в определенном количественном соотношении. Материал отличается повышенным маскирующим эффектом и приближается по твердости к естественным зубам. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении керамических коронок и зубов.

Известен состав биологически совместимой стеклокерамики [Биологически совместимая бесщелочная стеклокерамика на основе смеси кристаллов апатита, волластонита и диопсида. Заявка Франции 2612918, МКИ 4 С 03 С 10/04, А 61 К 6/02 /Takehiro Shibuya etal. Nippon Electric Glass Co Ltd. - №8704308, заявл. 27.03.87, опубл. 30.09.88] на основе смеси кристаллов апатита, волластонита и диопсида, содержащий оксиды, мас.%:

MgO 7-16

CaO 20-45

SiО₂ 41-50

P₂О₅ 8-30

В₂О₃ 0-5

F 0-5

Аl₂О₃ 0-10

Это бесщелочная стеклокристаллическая композиция, содержащая, по крайней мере, 45% кристаллов апатита и поэтому практически непрозрачная.

Недостатком этого состава является сложность в изготовлении, т.к. кристаллические составляющие стеклокристаллической композиции формируются в результате многостадийной и высокотемпературной обработки: варка стекла при температуре 1400-1500°С, помол, прессование, повторный обжиг - кристаллизация при 1050°С в течение 2-10 часов. Отсутствие оксидов щелочных металлов, большое содержание апатита и других кристаллических фаз приводит к тому, что композиция имеет очень низкое светопропускание и ее внешний вид мало соответствует естественным зубам. Кроме того, это тугоплавкая композиция с температурой плавления не ниже 1300°С, пригодная для изготовления цельнолитых протезов и ограничено годная для покрытия металлических коронок, так как большинство применяемых для протезирования сплавов имеют оптимальную температуру обработки, не превышающую 1000°С.

Известен также состав фарфоровой массы для изготовления зубных протезов [Фарфоровая масса для изготовления зубных протезов. Патент РФ №2116776, приор. от 28.12.95 //В.И. Верещагин и др.], содержащий следующие компоненты, мас.%:

Полевой шпат 83,5-90,0

Оксид бария 5,0-7,0

Оксид бора 2,0-3,0

Оксид цинка 1,0-1,5

Диопсид 2,0-5,0

Недостатком этого состава является повышенная микротвердость, значительно превышающая микротвердость естественного зуба и приводящая к преждевременному изнашиванию зуба-антагониста, и слабый маскирующий эффект при нанесении на металлическую основу зубной коронки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав фарфоровой массы для изготовления зубных протезов [Фарфоровая масса для изготовления зубных протезов. Патент РФ №2116777, приор. от 28.12.95. //В.И. Верещагин и др.], содержащий следующие компоненты, мас.%:

Полевой шпат 75,0-90,0

Оксид бария 4,0-10,0

Оксид бора 2,0-5,0

Волластонит 4,0-10,0

Недостатком этого состава так же, как и предыдущего, является повышенная микротвердость и слабый маскирующий эффект, не позволяющий его использовать при нанесении на металлическую поверхность коронки без введения специального оксида-глушителя, такого как диоксид олова.

Задача предлагаемого изобретения - повышение маскирующего эффекта стеклокерамического покрытия и приближение его микротвердости к значению, соответствующему естественным зубам.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в шихту для варки стекла, содержащую полевой шпат, волластонит, соединения бария, бора, натрия, лития, цинка, вводятся кристаллические фазы апатита и диопсида при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид бария 3,8-2,8

Оксид бора 2,8-3,8

Оксид цинка 0,9-0,7

Оксид лития 5,8-4,3

Оксид натрия 4,8-3,6

Гидроксиапатит 0,3-30,0

Диопсид 0,5-6,0

Волластонит 0,5-5,0

Калиевый полевой шпат Остальное

Пример 1

К шихте для варки стекла, содержащей калиевый полевой шпат и оксиды бария, бора, цинка, соединения натрия, лития, добавляют 0,3% гидроксиапатита (синтезированный или в виде минеральной части костей животного происхождения, полученной термообработкой), 0,5% природного диопсида и 2,5% природного или синтезированного волластонита (составы табл. 1). Компоненты тщательно перемешивают, измельчают, затем смесь фриттуют при температуре 1150°С и полученную фритту подвергают помолу. Измельченный материал применяют для изготовления фарфоровых зубных протезов в качестве эмалевого слоя.

Пример 2.

К шихте для варки стекла добавляют 15% гидроксиапатита (синтезированного или минеральной части кости животного происхождения, полученной термообработкой), 3% природного диопсида и 2,5% природного или синтезированного волластонита (составы табл. 1). Компоненты тщательно перемешивают, измельчают, затем смесь фриттуют при температуре 1180°С и полученную фритту подвергают помолу. Измельченный материал применяют для изготовления фарфоровых зубных протезов в качестве дентинового слоя.

Пример 3.

К шихте для варки стекла добавляют 30% гидроксиапатита, 3,0% природного диопсида и 2,5% природного или синтезированного волластонита (составы табл. 1). Компоненты тщательно перемешивают, измельчают, затем смесь фриттуют при температуре 1200°С и полученную фритту подвергают помолу. Измельченный материал применяют для изготовления фарфоровых зубных протезов в качестве грунтового слоя.

Пример 4.

К шихте для варки стекла добавляют 20% гидроксиапатита, 6% природного диопсида и 5% природного или синтезированного волластонита (составы табл. 1). Компоненты тщательно перемешивают, измельчают, затем смесь фриттуют при температуре 1200°С и полученную фритту подвергают помолу. Измельченный материал применяют для изготовления фарфоровых зубных протезов в качестве грунтового слоя.

Сочетание в одном составе нескольких кристаллических составляющих благоприятно сказывается на свойствах стоматологического покрытия. Призматические кристаллы диопсида и игольчатые волластонита обеспечивают прочность и термическую устойчивость покрытия. Кристаллы апатита выполняют роль глушителя, маскируя поверхность металлической коронки, при этом отпадает необходимость в применении диоксида олова. Введение в состав композиции апатитовой составляющей, кроме того, несколько снижает микротвердость стеклокерамики, приближая ее значение к микротвердости эмали естественного зуба. Введение кристаллических веществ в стекломассу в готовом виде стабилизирует фазовый состав стеклокерамики. Применяемая температура варки фритты и ее состав практически не разрушают структуру апатита и диопсида. Волластонит частично растворяется в стекломассе и кристаллизуется при охлаждении в виде игольчатых микрокристаллов.

Уменьшение содержания всех вводимых в стекломассу кристаллических фаз ниже предельного значения приводит к снижению маскирующего эффекта покрытия, к уменьшению механической прочности и термической стойкости композиции за счет снижения армирующего эффекта. Увеличение содержания апатита выше 30% приводит к повышению температуру варки фритты и понижению плотности покрытия. Превышение содержания диопсида выше 6% и волластонита выше 5% наряду с большим содержанием апатита уменьшает светопропускание стеклокерамики и тем самым ухудшает декоративность зубной коронки. Свойства фарфоровых масс приведены в табл.2.

Стеклокристаллический материал в зависимости от соотношения компонентов имеет следующие физико-механические характеристики:

Температура фриттования, °С 1150-1200

Температура спекания, °С 960-980

Предел прочности при сжатии, МПа 380-400

Микротвердость, МПа 3200-3810

Коэффициент линейного

термического расширения,

град.^-1(20-400°С) 10,0-13,6·10^-6

Степень белизны, % 25-97

Число термоциклов в интервале

20-100°С до появления

микротрещин 30-35

Примечание: Степень белизны покрытия оценивалось при нанесении его на плоскую металлическую подложку при толщине после оплавления 500 мкм. За 100% принималось отражение от образца из ВаСО₃.

Claims

Шихта для получения стеклокерамического материала для стоматологии, содержащая калиевый полевой шпат, волласстонит, оксиды бария и бора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кристаллические фазы гидроксиапатита и диопсида, а также оксиды натрия, лития, цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид бария 2,8-3,8

Оксид бора 2,8-3,8

Оксид цинка 0,7-0,9

Оксид лития 4,3-5,8

Оксид натрия 3,6-4,8

Гидроксиапатит 0,3-30,0

Диопсид 0,5-6,0

Волластонит 0,5-5,0

Калиевый полевой шпат Остальное